فرآیند اصلی جوشکاری لیزر شامل متمرکز کردن پرتو لیزر بر روی ناحیه مشترک بین دو ماده با استفاده از یک سیستم تحویل نوری است. هنگامی که پرتو با مواد تماس پیدا می کند، انرژی خود را منتقل می کند و به سرعت ناحیه کوچکی را گرم و ذوب می کند.
1. دستگاه جوش لیزری چیست؟
دستگاه جوش لیزری یک ابزار صنعتی است که از پرتو لیزر به عنوان منبع گرمای متمرکز برای اتصال چندین ماده به یکدیگر استفاده می کند.
برخی از ویژگی های کلیدی دستگاه های جوش لیزری عبارتند از:
1. منبع لیزر:اکثر جوشکارهای لیزری مدرن از دیودهای لیزر حالت جامد استفاده می کنند که یک پرتو لیزر پرقدرت در طیف مادون قرمز تولید می کنند. منابع رایج لیزر عبارتند از CO2، فیبر و لیزرهای دیود.
2. اپتیک:پرتو لیزر از طریق یک سری اجزای نوری مانند آینه ها، عدسی ها و نازل ها حرکت می کند که با دقت پرتو را به ناحیه جوش هدایت می کند. بازوها یا دروازه های تلسکوپی پرتو را قرار می دهند.
3. اتوماسیون:بسیاری از جوشکارهای لیزری دارای یکپارچه سازی کنترل عددی کامپیوتری (CNC) و رباتیک برای خودکارسازی الگوها و فرآیندهای پیچیده جوشکاری هستند. مسیرهای قابل برنامه ریزی و حسگرهای بازخورد دقت را تضمین می کنند.
4. نظارت بر فرآیند:دوربین‌های یکپارچه، طیف‌سنج‌ها و سایر حسگرها فرآیند جوشکاری را در زمان واقعی نظارت می‌کنند. هر گونه مشکل در تراز، نفوذ یا کیفیت پرتو را می توان به سرعت شناسایی و برطرف کرد.
5. قفل های ایمنی:محفظه‌های محافظ، درها و دکمه‌های e-stop از اپراتورها در برابر پرتو لیزر پرقدرت محافظت می‌کنند. در صورت نقض پروتکل های ایمنی، اینترلاک ها لیزر را خاموش می کنند.
بنابراین به طور خلاصه، دستگاه جوش لیزری یک ابزار دقیق صنعتی و کنترل‌شده توسط کامپیوتر است که از پرتو لیزر متمرکز برای کاربردهای جوشکاری خودکار و تکرارپذیر استفاده می‌کند.
2. جوشکاری لیزر چگونه کار می کند؟
برخی از مراحل کلیدی در فرآیند جوشکاری لیزر عبارتند از:
1. تولید پرتو لیزر:یک دیود لیزری حالت جامد یا منبع دیگر یک پرتو مادون قرمز تولید می کند.
2. تحویل پرتو: آینه‌ها، عدسی‌ها و یک نازل به‌طور دقیق پرتو را روی یک نقطه تنگ روی قطعه کار متمرکز می‌کنند.
3. گرمایش مواد:پرتو به سرعت مواد را با چگالی نزدیک به 106 W/cm2 گرم می کند.
4. ذوب و اتصال:یک حوضچه ذوب کوچک در محل جوش خوردن مواد تشکیل می شود. با جامد شدن استخر، یک اتصال جوش ایجاد می شود.
5. خنک سازی و انجماد مجدد: ناحیه جوش با سرعت بالای 104 درجه سانتیگراد در ثانیه سرد می شود و یک ریزساختار ریز دانه و سخت ایجاد می کند.
6. پیشرفت:تیر حرکت می کند یا قطعات تغییر مکان می دهند و فرآیند برای تکمیل درز جوش تکرار می شود. همچنین ممکن است از گاز محافظ بی اثر استفاده شود.
بنابراین به طور خلاصه، جوشکاری لیزر از یک پرتو لیزر با تمرکز شدید و چرخه حرارتی کنترل شده برای تولید جوش‌های ناحیه‌ای با کیفیت بالا و تحت تأثیر حرارت کم استفاده می‌کند.
ما اطلاعات مفیدی در مورد دستگاه های جوش لیزری ارائه کردیم
و همچنین راه حل های سفارشی برای کسب و کار شما
3. آیا جوشکاری لیزری بهتر از MIG است؟
در مقایسه با فرآیندهای سنتی جوشکاری با گاز بی اثر فلز (MIG) ...
جوشکاری لیزری چندین مزیت دارد:
1. دقت: پرتوهای لیزر را می توان روی یک نقطه کوچک 0.1-1 میلی متر متمرکز کرد و جوش های بسیار دقیق و قابل تکرار را امکان پذیر کرد. این برای قطعات کوچک و با تحمل بالا ایده آل است.
2. سرعت:سرعت جوش برای لیزر بسیار سریعتر از MIG است، به خصوص در گیج های نازکتر. این باعث بهبود بهره وری و کاهش زمان چرخه می شود.
3. کیفیت:منبع گرمای متمرکز حداقل اعوجاج و مناطق باریک متاثر از گرما را ایجاد می کند. این منجر به جوش های قوی و با کیفیت می شود.
4. اتوماسیون:جوشکاری لیزری به راحتی با استفاده از روباتیک و CNC خودکار می شود. این امکان ایجاد الگوهای پیچیده و سازگاری بهتر در مقایسه با جوشکاری دستی MIG را فراهم می کند.
5. مواد:لیزرها می توانند ترکیبات بسیاری از مواد، از جمله جوش های فلزی چند ماده ای و غیر مشابه را به یکدیگر متصل کنند.
با این حال، MIG جوشکاری داردبرخی از مزایابیش از لیزر در کاربردهای دیگر:
1. هزینه:تجهیزات MIG هزینه سرمایه گذاری اولیه کمتری نسبت به سیستم های لیزری دارند.
2. مواد ضخیم تر:MIG برای جوشکاری قطعات فولادی با ضخامت بالای 3 میلی متر مناسب تر است، جایی که جذب لیزر می تواند مشکل ساز باشد.
3. گاز محافظ:MIG از یک محافظ گاز بی اثر برای محافظت از ناحیه جوش استفاده می کند، در حالی که لیزر اغلب از یک مسیر پرتو مهر و موم شده استفاده می کند.
بنابراین به طور خلاصه، جوشکاری لیزر به طور کلی ترجیح داده می شوددقت، اتوماسیون و کیفیت جوش.
اما MIG برای تولید همچنان رقابتی استسنج های ضخیم تر با بودجه.
فرآیند صحیح به کاربرد خاص جوشکاری و الزامات قطعه بستگی دارد.
4. آیا جوشکاری لیزری بهتر از جوشکاری TIG است؟
جوشکاری با گاز خنثی تنگستن (TIG) یک فرآیند دستی و ماهرانه است که می تواند نتایج عالی را روی مواد نازک ایجاد کند.
با این حال، جوشکاری لیزری مزایایی نسبت به TIG دارد:
1. سرعت:جوش لیزری به دلیل دقت خودکار آن به طور قابل توجهی سریعتر از TIG برای کاربردهای تولیدی است. این باعث بهبود توان عملیاتی می شود.
2. دقت:پرتو لیزر متمرکز، دقت موقعیت یابی را تا صدم میلی متر امکان پذیر می کند. این را نمی توان با دست انسان با TIG مطابقت داد.
3. کنترل:متغیرهای فرآیند مانند ورودی گرما و هندسه جوش به شدت با لیزر کنترل می‌شوند و از نتایج ثابت دسته‌ای روی دسته اطمینان می‌دهند.
4. مواد:TIG برای مواد رسانای نازکتر بهترین است، در حالی که جوش لیزری طیف گسترده‌تری از ترکیب‌های چند ماده را باز می‌کند.
5. اتوماسیون: سیستم‌های لیزر رباتیک جوشکاری کاملاً خودکار را بدون خستگی امکان‌پذیر می‌کنند، در حالی که TIG عموماً به توجه و تخصص کامل اپراتور نیاز دارد.
با این حال، جوشکاری TIG یک مزیت برایکار دقیق گیج نازک یا جوشکاری آلیاژیکه در آن حرارت ورودی باید به دقت تعدیل شود. برای این کاربردها لمس یک تکنسین ماهر ارزشمند است.
5. نقطه ضعف جوش لیزری چیست؟
مانند هر فرآیند صنعتی، جوشکاری لیزری دارای معایب بالقوه ای است که باید در نظر گرفت:
1. هزینه: در حالی که سیستم های لیزر پرقدرت مقرون به صرفه تر هستند، در مقایسه با سایر روش های جوشکاری به سرمایه گذاری قابل توجهی نیاز دارند.
2. مواد مصرفی:نازل‌های گاز و اپتیک‌ها با گذشت زمان تخریب می‌شوند و باید تعویض شوند و به هزینه مالکیت می‌افزایند.
3. ایمنی:پروتکل های سختگیرانه و محفظه های ایمنی محصور برای جلوگیری از قرار گرفتن در معرض پرتو لیزر با شدت بالا مورد نیاز است.
4. آموزش:اپراتورها برای کار ایمن و نگهداری مناسب تجهیزات جوش لیزری به آموزش نیاز دارند.
5. خط دید:پرتو لیزر در خطوط مستقیم حرکت می کند، بنابراین هندسه های پیچیده ممکن است نیاز به پرتوهای متعدد یا تغییر موقعیت قطعه کار داشته باشند.
6. قابلیت جذب:برخی از مواد مانند فولاد ضخیم یا آلومینیوم در صورتی که طول موج خاص لیزر را به طور موثر جذب نکنند، ممکن است به سختی جوش داده شوند.
با این حال، با اقدامات احتیاطی مناسب، آموزش و بهینه سازی فرآیند، جوشکاری لیزری بهره وری، دقت و مزایای کیفیت را برای بسیاری از کاربردهای صنعتی ارائه می دهد.
6. آیا جوشکاری لیزری به گاز نیاز دارد؟
بر خلاف فرآیندهای جوشکاری محافظ گاز، برای جوشکاری لیزری نیازی به استفاده از گاز محافظ بی اثری که در ناحیه جوش جریان دارد، نیست. این به این دلیل است که:
1. اشعه لیزر متمرکز در هوا حرکت می کند تا یک حوضچه جوش کوچک و پرانرژی ایجاد کند که ذوب شده و مواد را به هم می پیوندد.
2. هوای اطراف مانند قوس پلاسمای گازی یونیزه نمی شود و با تیر یا تشکیل جوش تداخلی ندارد.
3. جوش از گرمای متمرکز آنقدر سریع جامد می شود که قبل از تشکیل اکسیدها روی سطح، تشکیل می شود.
با این حال، برخی از کاربردهای تخصصی جوش لیزری ممکن است همچنان از استفاده از گاز کمکی بهره مند شوند:
1. برای فلزات واکنش پذیر مانند آلومینیوم، گاز حوضچه جوش داغ را از اکسیژن موجود در هوا محافظت می کند.
2. در کارهای لیزر پرقدرت، گاز باعث تثبیت ستون پلاسمایی می شود که در طول جوش های نفوذ عمیق ایجاد می شود.
3. جت های گاز برای انتقال بهتر پرتو بر روی سطوح کثیف یا رنگ شده، بخارات و زباله ها را پاک می کنند.
بنابراین به طور خلاصه، اگرچه به شدت ضروری نیست، گاز بی اثر ممکن است مزایایی را برای کاربردها یا مواد جوشکاری لیزری چالش برانگیز ارائه دهد. اما این فرآیند اغلب می تواند بدون آن به خوبی انجام شود.
▶ چه موادی را می توان با لیزر جوش داد؟
تقریباً تمام فلزات را می توان با لیزر جوش دادفولاد، آلومینیوم، تیتانیوم، آلیاژهای نیکل و غیره.
حتی ترکیب فلزات غیر مشابه نیز امکان پذیر است. کلید آنها هستندباید طول موج لیزر را به طور موثر جذب کند.
▶ چگونه مواد ضخیم را می توان جوش داد؟
ورق هایی به نازکی0.1 میلی متر و ضخامت 25 میلی متربسته به کاربرد خاص و توان لیزر، معمولاً می توان با لیزر جوش داد.
مقاطع ضخیم تر ممکن است نیاز به جوش چند پاس یا اپتیک خاص داشته باشند.
▶ آیا جوش لیزری برای تولید در حجم بالا مناسب است؟
کاملا. سلول‌های جوش لیزری رباتیک معمولاً در محیط‌های تولید خودکار و پرسرعت برای کاربردهایی مانند ساخت خودرو استفاده می‌شوند.
نرخ خروجی چند متر در دقیقه قابل دستیابی است.
▶ چه صنایعی از جوش لیزری استفاده می کنند؟
کاربردهای رایج جوش لیزری را می توان درخودرو، الکترونیک، تجهیزات پزشکی، هوافضا، ابزار / قالب و ساخت قطعات دقیق کوچک.
فن آوری استبه طور مداوم در بخش های جدید گسترش می یابد.
▶ چگونه یک سیستم جوش لیزری را انتخاب کنم؟
عواملی که باید در نظر گرفته شوند عبارتند از مواد قطعه کار، اندازه/ضخامت، نیازهای توان عملیاتی، بودجه و کیفیت جوش مورد نیاز.
تامین کنندگان معتبر می توانند به تعیین نوع لیزر مناسب، قدرت، اپتیک و اتوماسیون مناسب برای کاربرد خاص شما کمک کنند.
▶ چه نوع جوش هایی را می توان ساخت؟
تکنیک های معمولی جوشکاری لیزری شامل جوش لب به لب، لبه، فیله، سوراخ و روکش جوش است.
برخی از روش‌های نوآورانه مانند تولید افزودنی‌های لیزری نیز برای کاربردهای تعمیر و نمونه‌سازی در حال ظهور هستند.
▶ آیا جوش لیزری برای کار تعمیر مناسب است؟
بله، جوش لیزری برای تعمیر دقیق قطعات با ارزش بسیار مناسب است.
ورودی گرمای متمرکز آسیب اضافی را به مواد پایه در طول تعمیر به حداقل می رساند.
آیا می خواهید با دستگاه جوش لیزری شروع کنید؟
چرا ما را در نظر نمی گیریم؟
زمان ارسال: فوریه-12-2024